Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 5ª Edição - James Stewart- Ed: 5º - Capítulo 16.6 - Ex. 15
Case as equações com os gráficos identificados por e dê razões para sua resposta. Determine quais famílias de curvas da grade têm constante e quais têm constante.
, ,
Passo 1
E aí, galera! De boa?
O enunciado nos dá a equação:
, ,
E 6 gráficos diferentes e pede pra apontarmos qual desses é o gráfico da nossa equação. Então, precisamos olhar para ada variável, entender seu comportamento e identificar as figuras que se comportam como o esperado.
Depois, precisamos analisar entre os gráficos dados quais tem curvas de grade com variável constante e qual tem a variável constante.
Passo 2
Bom, então estamos lidando com as seguintes equações paramétricas:
Como , não existe restrição para esse valor, então nossa superfície varia livremente no eixo . Se olharmos o gráfico de vemos que a superfície varia em torno do eixo , então já podemos excluir a possibilidade de ser a superfície que estamos procurando.
Como é constante:
e
São constantes.
Como varia linearmente, controla a rotação no plano . Isso sugere pra gente que nossa superfície é helicoidal (ou seja, em formato de hélice, de espiral).
Como é o argumento da função e nas nossas equações paramétricas, temos que:
Então, quando toma todos os valores possíveis, e completam um ciclo completo no plano, isso faz com que se formem círculos perfeitos e elipses, já que temos constantes de multiplicando nas nossas equações paramétricas.
Então, nosso gráfico onde varia livremente, e e rotaciona em torno de com círculos e elipses é o gráfico .
Passo 3
Determinando quais famílias de curvas da grade têm constante e quais têm constante:
- Se for mantido constante e fornecer uma equação de elipse no plano , as curvas da grade são elipses orientadas horizontalmente.
- Quando é mantido constante, é livre para variar; portanto, as curvas de grade correspondentes são as curvas que vemos correndo para cima e para baixo ao longo da superfície, ou seja, curvas helicoidais.
Observe que quando , a 'elipse' é o ponto único e, quando temos enquanto intervalos que variam de a um segmento de linha paralelo ao eixo no plano . Essa é a "costura" superior que vemos no gráfico .
Resposta
Gráfico .